CN114024620B - 一种双光频梳信道化接收机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双光频梳信道化接收机，包括：第一耦合器，其输入端与激光器连接；信号支路，包括第一光频梳产生模块、调制模块、FP腔以及第一波分复用器，第一光频梳产生模块的输入端与第一耦合器的信号光输出端连接，调制模块具有信号光频梳接收端及宽带射频信号接收端，FP腔的输入端与调制模块的输出端连接，第一波分复用器的输入端与FP腔的输出端连接；本振支路，包括第二光频梳产生模块及第二波分复用器，第二光频梳产生模块的输入端与第一耦合器的本振光输出端连接，其输出端与第二波分复用器的输入端连接；多个第二耦合器，其输入端与第一波分复用器和第二波分复用器的其中一个输出端均连接。该接收机结构简单、系统体积小、系统灵活性高。

Description

一种双光频梳信道化接收机

技术领域

本发明涉及宽带信号处理技术领域，尤其涉及一种双光频梳信道化接收机。

背景技术

随着现代通信技术的发展，窄带信号的近距离传输和处理已经无法满足各领域的需求。然而，由于传统的电子领域接收机只能处理窄带的射频信号，通信频率的增高与带宽的增大使得现有的电子接收机已经无法满足对宽带多频点信号的处理需求。

而针对上述的宽带多频点信号的同时处理，信道化接收是一个有效的途径；信道化接收技术的主要手段就是将接收到的宽带微波信号在频域上划分成多个窄带，再将每个窄带信号划分到不同的信道中，在各个信道中实现并行的处理；因而能实现高灵敏度，高分辨率的大带宽信号的实时处理。但是，由于电子器件的电子瓶颈，依靠传统电子电路的电子信道化接收机的性能十分受限；同时，随着光学器件的发展与成熟，结合了光学与电子学优势的微波光子学在宽带信号处理领域有了迅速的发展。微波光子信道化技术主要是通过调制器等光器件将射频信号电光调制加载到光域，借助光器件对调制了射频信号的光信号进行信道划分与信号处理，再将处理后的光信号通过光电转换变换回电子域，实现了宽带信号的信道化处理。近年来，依靠光频梳作为光载波的微波光子接收机以其优良的性能引起了研究人员的广泛关注。

而现有的信道化接收机在处理过程中，为了使每个信道的输出都有同样的中频(Intermediate Frequency，IF)，往往需要对双频梳中的一个频梳进行移频，这样使得系统的器件增多、结构复杂且体积变大；另外，为了在每个信道实现一定的瞬时带宽，需要将双频梳的自由频谱范围(Free spectrum range，FSR)之差设置为信道的瞬时带宽的值，从而使系统的灵活性较低。因此，如何提供一种结构简单、系统体积小、系统灵活性高的信道化接收机是亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种双光频梳信道化接收机，以解决现有技术中存在的接收机结构复杂、体积大及系统灵活性低的技术问题。

根据本发明的一个方面，本发明公开了一种双光频梳信道化接收机，其特征在于，所述接收机包括：

第一耦合器，其输入端用于与激光器的输出端连接，其输出端包括信号光输出端和本振光输出端，所述第一耦合器用于将所述激光器的输出光分为信号光和本振光；

信号支路，包括第一光频梳产生模块、调制模块、FP腔以及第一波分复用器，所述第一光频梳产生模块的输入端与所述第一耦合器的信号光输出端连接，以使所述第一光频梳产生模块输出信号光频梳，所述调制模块具有信号光频梳接收端及宽带射频信号接收端，所述调制模块用于对所述宽带射频信号接收端接收到的宽带射频信号调制处理，所述FP腔的输入端与所述调制模块的输出端连接，所述第一波分复用器的输入端与所述FP腔的输出端连接，所述第一波分复用器用于将经所述FP腔滤波后的信号光分束；

本振支路，包括第二光频梳产生模块及第二波分复用器，所述第二光频梳产生模块的输入端与所述第一耦合器的本振光输出端连接，以使所述第二光频梳产生模块输出本振光频梳，所述第二光频梳产生模块的输出端与所述第二波分复用器的输入端连接，所述第二波分复用器用于将所述第二光频梳产生模块输出的本振光频梳分束；

多个第二耦合器，各所述第二耦合器的输入端与所述第一波分复用器的其中一个输出端和所述第二波分复用器的其中一个输出端均连接，所述第二耦合器用于将同信道内的信号光和本振光耦合并输出。

在本发明的一些实施例中，所述调制模块包括IQ调制器。

在本发明的一些实施例中，所述IQ调制器为抑制载波单边带调制器。

在本发明的一些实施例中，所述信号支路还包括用于驱动所述第一光频梳产生模块的第一微波源，所述本振支路还包括用于驱动所述第二光频梳产生模块的第二微波源。

在本发明的一些实施例中，所述第二微波源的输出频率与所述FP腔的自由光谱范围相同。

在本发明的一些实施例中，所述第一波分复用器、第二波分复用器的信道间隔与所述FP腔的自由光谱范围相同。

在本发明的一些实施例中，所述接收机还包括多个光电探测器，各所述光电探测器的输入端与各所述第二耦合器的输出端连接。

在本发明的一些实施例中，所述第一耦合器和第二耦合器均为50:50耦合器。

在本发明的一些实施例中，所述第一波分复用器的信道数量和所述第二波分复用器的信道数量相等。

在本发明的一些实施例中，所述本振光频梳和信号光频梳的自由光谱差值为l·B_s/N，其中，l为正整数，B_s为所述宽带射频信号的带宽，N为所述第一波分复用器和所述第二波分复用器的信道数量。

本发明实施例中的双光频梳信道化接收机通过调整FP腔透过峰的频谱位置即可实现信道的中心频率的调节，其无需对信号光频梳和本振光频梳移频，因而减少了系统中器件的数量，从而简化了系统结构，减小了系统体积，并降低了成本；另外，该接收机的双光频梳的自由光谱之差不需要与信道的瞬时带宽相等，因而可对第一光频梳产生模块和第二光频梳产生模块进行灵活设置，从而提高了系统的灵活性。

本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。

本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本发明的原理。为了便于示出和描述本发明的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，相对于依据本发明实际制造的示例性装置中的其它部件可能变得更大。在附图中：

图1为本发明一实施例的双光频梳信道化接收机的结构示意图。

图2为本发明另一实施例的双光频梳信道化接收机的结构示意图

图3为采用本发明一实施例的双光频梳信道化接收机处理过程中的第一频谱示意图。

图4为采用本发明一实施例的双光频梳信道化接收机处理过程中的第二频谱示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在此，需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

应该强调，术语“包括/包含/具有”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。在此，还需要说明的是，本说明书内容中所出现的方位名词是相对于附图所示的位置方向；如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。

微波光子信道化接收机一般是将接收到的宽带信号在光频梳上多播，因此光频梳的每个梳齿都有一个该宽带信号的频谱的复制，通过光滤波器等器件对多播的宽带信号频谱进行处理之后，再通过电光转换将处理过的宽带信号输出在不同的信道，即完成了对宽带信号的信道化处理。而双光频梳的微波光子信道化接收机一般是将宽带信号多播到第一个光频梳，使光频梳的每个梳齿都有一个宽带信号的频谱的复制，之后这些频谱的复制经过光滤波器或者其他光器件进行信号处理之后，再与第二个光频梳的各个不同的梳齿在各个信道进行拍频，以实现对宽带信号的处理。现有的双光频梳的微波光子信道化接收机在对宽带信号处理过程中存在着诸多缺点；因此本申请提出一种双光频梳信道化接收机，该接收机通过调节FP腔在频谱的位置(即透过峰的中心频率)，在双频梳中无需移频就可实现对中频频率可调谐的设置；同时，两个光频梳的FSR(自由频谱范围)之差无需设置为信道的瞬时带宽也能完成信道化接收的指标，增加了系统的灵活度，节约了光器件的使用，从而降低了系统成本与体积。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件。

图1为本发明一实施例的双光频梳信道化接收机的结构示意图，如图1所示，该双光频梳信道化接收机包括第一耦合器002、信号支路、本振支路以及多个第二耦合器003。其中第一耦合器002用于将接收到的激光器001所输出的光分为信号光和本振光，第一耦合器002的输入端用于与激光器001的输出端连接，而第一耦合器002的输出端包括信号光输出端和本振光输出端，从而通过信号光输出端输出信号光，而从本振光输出端输出本振光。信号支路的输入端与第一耦合器002的信号光输出端连接，而本振支路的输入端与第一耦合器002的本振光输出端连接；具体的，信号支路包括第一光频梳产生模块110、调制模块120、FP腔130以及第一波分复用器140，而本振支路包括第二光频梳产生模块210及第二波分复用器220。

第一光频梳产生模块110的输入端作为信号支路的输入端，其与第一耦合器002的信号光输出端连接，此时第一耦合器002输出的信号光被注入第一光频梳产生模块110，且该第一光频梳产生模块110输出一个信号光频梳；调制模块120具有信号光频梳接收端及宽带射频信号接收端，第一光频梳产生模块110的输出端进一步的与调制模块120的信号光频梳接收端连接，而调制模块120的宽带射频信号接收端接收待处理的宽带射频信号121，以使调制模块120对宽带射频信号接收端接收到的宽带射频信号121调制处理；此时，信号光频梳作为载波被注入调制模块120，而宽带射频信号121驱动调制模块120完成宽带射频信号的调制，则信号光频梳的每根梳齿均具有宽带射频信号的频谱的复制。FP腔130的输入端与调制模块120的输出端连接，而FP腔130的输出端与第一波分复用器140的输入端连接，FP腔130进一步的对信号支路的光信号进行滤波，而第一波分复用器140将滤波后的光信号根据波长进行分束，第一波分复用器140具有多个输出端，其用于将各不同波长的光信号通过不同的信道输出。

本振支路的总输入端具体的与第一耦合器002的本振光输出端连接，具体的，第二光频梳产生模块210的输入端作为本振支路的输入端，且第二光频梳产生模块210的输入端与第一耦合器002的本振光输出端连接。具体的，第一耦合器002输出的本振光被注入至第二光频梳产生模块210，且第二光频梳产生模块210基于接收到的该本振光产生本振光频梳。进一步的，第二光频梳产生模块210的输出端还与第二波分复用器220的输入端连接，第二波分复用器220具有多个输出端，第二波分复用器220用于将第二光频梳产生模块210输出的本振光频梳依据波长进行分束，并通过第二波分复用器220的多个信道进行输出。

第二耦合器003位于第一波分复用器140和第二波分复用器220的后端，其用于将第一波分复用器140输出的信号支路光波和第二波分复用器220输出的本振支路光波耦合并输出。具体的，各第二耦合器003的输入端与第一波分复用器140的其中一个输出端、第二波分复用器220的其中一个输出端均连接，以用于将同信道内的信号光和本振光耦合并输出；其中，与同一个第二耦合器003的输入端进行连接的第一波分复用器140的输出端及第二波分复用器220的输出端，属于同信道。也即，同一个第二耦合器003所接收的信号支路光波以及本振支路光波来自于不同波分复用器的相同波长信道，而为了使两个波分复用器内的所有相同信道的光波均能被第二耦合器003耦合，则第二耦合器003的数量可与两个波分复用器的信道数量相等；而进一步的为了使第一波分复用器140的各个信道的信号光以及第二波分复用器220的各个信道的本振光均被有效耦合，则还可进一步的将第一波分复用器140的信道数量及第二波分复用器220的信道数量设置为相等的情形。另外，为了将激光器001的输出光均分为两个支路，即信号支路及本振支路的光功率相等，此时第一耦合器002为50：50耦合器，而第二耦合器003类似的，也为50：50耦合器。

进一步的，该双光频梳信道化接收机还可具有多个光电探测器004，参考图2，多个光电探测器004分别位于多个第二耦合器003的后端，且光电探测器004的数量与第二耦合器003的数量相等，此时各光电探测器004的输入端与其中一个第二耦合器003的输出端连接，以实现各支路的信号光的光电探测。

该双光频梳信道化接收机无需对光频梳移频，仅通过调节FP腔130在频谱的位置(改变FP腔的中心频率)就可以实现输出信道的中频的设置；并且双频梳FSR可以灵活地设置，无需将双光梳FSR之差设置为信道的瞬时带宽；因而该接收机相对于现有的微波光子信道化接收机具有结构简单、系统体积小、系统灵活性高的优点。

进一步的，调制模块120包括IQ调制器，此时IQ调制器具有信号光频梳接收端及宽带射频信号接收端，且IQ调制器的信号光频梳接收端与第一光频梳产生模块110的输出端连接，而IQ调制器的宽带射频信号接收端与宽带射频信号的输出端连接；此时宽带射频信号驱动IQ调制器即可完成宽带射频信号的调制。其中，IQ调制器为抑制载波单边带调制器，即IQ调制器处于抑制载波单边带调制状态。应当理解的是，调制模块120除了采用IQ调制器之外，也可根据实际应用场景选用其他类型的调制器。

另外，第一光频梳产生模块110可通过第一微波源111进行驱动，而第二光频梳产生模块210可通过第二微波源211进行驱动；则信号支路还包括用于驱动第一光频梳产生模块110的第一微波源111，而本振支路则还包括用于驱动第二光频梳产生模块210的第二微波源211。第一微波源111的输出频率假设为ω_FSRsig，而第二微波源211的输出频率假设为ω_FSRLO，则第一光频梳产生模块110输出的是自由光谱范围为ω_FSRsig的信号光频梳，而第二光频梳产生模块210输出的是自由光谱范围为ω_FSRLO的本振光频梳。

进一步的，FP腔130的自由光谱范围与第二微波源211的输出频率相同，而第一波分复用器140、第二波分复用器220的信道间隔与FP腔130的自由光谱范围也均相同；由此可看出，FP腔130的自由光谱范围、第二微波源211频率、第一波分复用器140信道间隔以及第二波分复用器220的信道间隔均相同。示例性的，当第二微波源211的输出频率为ω_FSRLO时，FP腔130的自由光谱范围也为ω_FSRLO，而第一波分复用器140、第二波分复用器220的信道间隔也可为ω_FSRLO。

对于带宽为B_s的宽带射频信号若同时由N个信道接收，那么每个信道的带宽被设为B_s/N，并且每个信道的中频被设为ω_IF，每个信道的输出频率则均为[ω_IF1-B_s/2N,ω_IF1+B_s/2N]。进一步的，宽带射频信号的不同频段的频谱切片被变频后，即可从不同的信道输出。

具体的，激光器001输出的是载频为ω_c的连续光，此时激光器001的输出光经过50：50的耦合器后，被分为功率相同的两路光波，分别进入信号支路和本振支路；其中，进入信号支路的光波被注入第一光频梳产生模块110，且该第一光频梳产生模块110被频率为ω_FSRsig的第一微波源111驱动；因此，信号支路的第一光频梳产生模块110的输出是自由光谱范围为ω_FSRsig的信号光频梳；进而信号光频梳作为载波被注入IQ调制器，宽带射频信号s(t)驱动IQ调制器完成了宽带射频信号的调制，并且此时IQ调制器处于抑制载波单边带调制状态；于是信号光频梳的每根梳齿都有一个宽带射频信号的频谱S(ω)的复制；进一步经过3dB带宽为B_s/N，自由光谱范围为ω_FSRLO的FP腔130滤波后，只保留宽带射频信号的频谱复制的一段切片；进而经过FP腔130滤波后的光信号被送入第一波分复用器140，且该第一波分复用器140的信道间隔为ω_FSRLO，经过第一波分复用器140的信号支路光信号根据波长被分到不同的支路后，以进一步的与本振支路的光波结合，结合后被进一步的输入光电探测器004进行光电探测；在该过程中，每个被FP腔130滤波后的频谱切片都各自进入第一波分复用器140的其中一个独立的信道内。

另外，通过第一耦合器002进入本振支路的光信号被注入第二光频梳产生模块210，第二光频梳产生模块210被频率为ω_FSRLO的第二微波源211驱动；因此，本振支路的第二光频梳产生模块210的输出是自由光谱范围为ω_FSRLO的本振光频梳。由于FP腔130的自由光谱范围与本振光频梳的自由光谱范围相同，因此被FP腔130滤出来的信号的频谱切片的中心频率与各个本振光频梳梳齿的频率差都为ω_IF1。之后本振光频梳被另信道间隔为ω_FSRLO的第二波分复用器220根据波长不同分束至各个信道。进而信号支路的第一波分复用器140和本振支路的第二波分复用器220分别将相同信道的信号支路光波和本振支路光波送入50：50耦合器，因此同信道的本振频梳梳齿和宽带信号的切片被合路成为一路光信号。

每个信道的合路的光信号经过本信道内的光电探测器004光电探测之后，都会得到一个中心频率为ω_IF1，带宽为B_s/N，覆盖频率是[ω_IF1-B_s/2N,ω_IF1+B_s/2N]的宽带信号的频谱切片。由于共有N个信道，于是完成了对带宽为B_s的宽带射频信号的信道化接收，即将带宽为B_s的宽带射频信号的整个频谱切割成N个切片并分别在N个信道输出，每个信道的中心频率均为ω_IF1，带宽均为B_s/N，且覆盖频率均为[ω_IF1-B_s/2N,ω_IF1+B_s/2N]。应当理解的是，信道是指具体的波分复用器的一个光路分支，信道是抽象的概念，可以认为是频谱中的一段频率，比如4GHz-5GHz是一个信道，在这个频率内的所有信号都在这个信道内。

图3为采用本发明一实施例的双光频梳信道化接收机处理过程中的第一频谱示意图，其中，多个竖直向上的箭头表示信号光频梳或本振光频梳的频梳梳齿，具体的，位于上方的多个竖直向上的箭头表示信号光频梳的多个频梳梳齿，位于下方的多个竖直向上的箭头表示本振光频梳的多个频梳梳齿。而位于各信号光频梳梳齿右侧的三角形区域指宽带射频信号的频谱S(ω)在该信号光频梳梳齿上的复制；从图3中可以看出，任意相邻两个信号光频梳梳齿之间则均具有呈三角形形状的复制频谱，且复制频谱的数量与信号光频梳梳齿的数量相等。另外，位于各信号光频梳梳齿右侧及复制频谱上方的呈“倒V形”的为FP腔130的透过峰，而位于各本振光频梳梳齿右侧的为被FP腔130滤除的信号的频谱切片，且从图3中可以看出，各频谱切片的中心频率与对应的本振光频梳梳齿的频率差为ω_IF1。

对于本发明的该双光频梳信道化接收机可以通过调整FP腔130透过峰所在的频谱位置(即透过峰中心频率)，实现信道的中频ω_IF的改变。在图3中所示的频谱示意图中，各信道的中心频率为ω_IF1，带宽为B_s/N，覆盖频率是[ω_IF1-B_s/2N,ω_IF1+B_s/2N]；而若调整FP腔130的透过峰的位置，参考图4，将FP腔130的透过峰向右平移，即FP腔130透过峰的中心频率改变了k·B_s/N(k为整数，k∈[-N+1,N-1])，此时被FP腔130滤波出的各频谱切片的中心频率与对应的本振光频梳梳齿的频率差均为ω_IF2。并且，ω_IF2＝ω_IF1+k·B_s/N，其中B_s为宽带射频信号的带宽，而N为信道数量；此时，对带宽为B_s的宽带射频信号的N个信道的信道化接收被完成，即带宽为B_s的宽带射频信号的整个频谱切割成N个切片并分别在N个信道输出，每个信道的中心频率为ω_IF2，带宽为B_s/N，每个信道的覆盖频率均为[ω_IF2-B_s/2N,ω_IF2+B_s/2N]。由上可以看出，该双频梳信道化接收机无需对频梳移频k·B_s/N，也可实现输出信道中心频率的改变，不仅节省了调制器、微波源、滤波器等器件的使用，还提高了系统效率，降低了成本。

另外，本发明中的双光频梳的自由光谱范围的差值可以灵活地设置，无需设置为固定的信道带宽B_S/N。即本振光频梳和信号光频梳的自由光谱差值为l·B_S/N，其中，l为正整数，B_S为所述宽带射频信号的带宽，N为第一波分复用器140和所述第二波分复用器220信道数量，而第一波分复用器140和第二波分复用器220信道数量也为该双光频信道化接收机的信道数。在现有技术中常用的一些双光频梳接收机中，双光频梳的自由光谱范围的差值设为B_S/N，其好处是可以根据信道编号有规律的在对应信道实现不同频段的切片的输出；例如，可以将带宽为B_S的宽带射频信号的第一个频谱切片[0,B_S/N]从信道1输出，输出的频率为[ω_IF-B_s/2N,ω_IF+B_s/2N]；将第二个频谱切片[B_s/N,2B_s/N]从信道2输出，输出的频率为[ω_IF-B_s/2N,ω_IF+B_s/2N]；将第三个频谱切片[2B_s/N,3B_s/N]从信道3输出，输出的频率为[ω_IF-B_s/2N,ω_IF+B_s/2N]……。本发明的双光频梳信道化接收机，其双光频梳的自由光谱范围的差值设置为l·B_S/N，同样可以将带宽为B_s的宽带射频信号的整个频谱切割成N个切片并分别在N个信道输出的信道化接收，但信道编号与接收的射频信号的频段的对应规律取决于l的值；由于该双光频梳信道化接收机中的信号光频梳及本振光频梳的FSR值不被限制，则减少了对光频梳模块的调制器与驱动光频梳模块的微波信号频率的限制，提高了系统的灵活度。

为了进一步的描述本发明的双光频梳信道化接收机的结构及原理，以下将列举两个具体示例进行说明：

示例一：调制模块120所接收的宽带射频信号的带宽B_s为13GHZ，覆盖频率是[0,13GHz]，此时第一波分复用器140及第二波分复用器220的信道数量N＝13，即该信道化接收机共具备13个信道，每个信道的中频ω_IF1为2.5GHz，带宽B_s/N为1GHz，每个信道的覆盖频率为[2GHz,3GHz]。激光器001所输出的光波载频为ω_C＝193.4THz，驱动第一光频梳产生模块110的第一微波源111的频率ω_FSRsig为13GHz，此时第一光频梳产生模块110输出的是自由光谱范围为13GHz的信号光频梳；驱动第二光频梳产生模块210的第二微波源211的频率ω_FSRLo为20GHz，此时第二光频梳产生模块210输出的是自由光谱范围为20GHz的本振光频梳。进一步的，FP腔130的自由光谱范围为20GHz，两个波分复用器的信道间隔也均为20GHz。由上述内容可知，信号光频梳的FSR为13GHz，本振光频梳的FSR为20GHz，则信号光频梳与本振光频梳的FSR之差为7GHz，信号光频梳与本振光频梳的FSR之差为信道瞬时带宽的7倍，也即，双光频梳的自由光谱范围之差l·B_s/N中的l取值为7，由此也可得知，信号光频梳与本振光频梳的FSR之差可设置为信道瞬时带宽的整数倍。在该示例中，信道编号与接收的射频信号的频段的对应规律如表1所示。

表1.信道化接收机的信道编号与接收的射频信号的频段的对应规律一

由上表可以看出，带宽为13GHz的宽带射频信号在信道化接收机中被13个信道同时接收，每个1GHz的频谱切片都在一个单独的信道输出，信道的中心频率为2.5GHz，信道瞬时带宽为1GHz。

示例二：该示例中的信道化接收机是通过改变上述示例一中的信道化接收机的FP腔130透过峰的位置所获得，其宽带射频信号的带宽B_s为13GHZ，覆盖频率是[0,13GHz]，该信道机共有13个信道，每个信道的中频ω_IF2为3.5GHz，带宽B_s/N为1GHz，每个信道的覆盖频率为[3GHz,4GHz]。该示例中，激光器001输出的光波的载频ω_C＝193.4THz，而驱动第一光频梳产生模块110的第一微波源111的频率ω_FSRsig为13GHz，而驱动第二光频梳产生模块210的第二微波源211的频率ω_FSRLO为20GHz；与示例一类似的，第一光频梳产生模块110输出的为自由光谱范围为13GHz的信号光频梳，而第二光频梳产生模块210输出的为自由光谱范围为20GHz的本振光频梳。另外，FP腔130的自由光谱范围也为20GHz，而第一波分复用器140和第二波分复用器220的信道间隔也均为20GHz，在该示例中，信号光频梳与本振光频梳的FSR之差也为信道瞬时带宽的7倍，与示例一类似的，l＝7；其信道编号与接收的射频信号的频段的对应规律如表2所示.

表2.信道化接收机的信道编号与接收的射频信号的频段的对应规律二

由上表可以看出，带宽为13GHz的宽带射频信号在信道化接收机中被13个信道同时接收，每个1GHz的频谱切片都在一个单独的信道输出，信道的中心频率为3.5GHz，信道瞬时带宽为1GHz。

通过上述实施例可以发现，本发明所公开的双光频信道化接收机无需对光频梳移频，而是通过对FP腔透过峰中心频率的调节就可实现每个信道中心频率的改变，从而避免了移频等光器件的使用，节约了成本，缩小了系统体积。同时，双光频梳的FSR之差可以设置为信道瞬时带宽的整数倍，而无需设置为与信道瞬时带宽同等的数值，这降低了对光频梳产生模块和驱动光频梳产生模块的微波源的要求，提高了系统的灵活性

本发明中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双光频梳信道化接收机，其特征在于，所述接收机包括：

第一耦合器，其输入端用于与激光器的输出端连接，其输出端包括信号光输出端和本振光输出端，所述第一耦合器用于将所述激光器的输出光分为信号光和本振光；

信号支路，包括第一光频梳产生模块、调制模块、FP腔以及第一波分复用器，所述第一光频梳产生模块的输入端与所述第一耦合器的信号光输出端连接，以使所述第一光频梳产生模块输出信号光频梳，所述调制模块具有信号光频梳接收端及宽带射频信号接收端，所述调制模块用于对所述宽带射频信号接收端接收到的宽带射频信号调制处理，所述FP腔的输入端与所述调制模块的输出端连接，所述第一波分复用器的输入端与所述FP腔的输出端连接，所述第一波分复用器用于将经所述FP腔滤波后的信号光分束；

本振支路，包括第二光频梳产生模块及第二波分复用器，所述第二光频梳产生模块的输入端与所述第一耦合器的本振光输出端连接，以使所述第二光频梳产生模块输出本振光频梳，所述第二光频梳产生模块的输出端与所述第二波分复用器的输入端连接，所述第二波分复用器用于将所述第二光频梳产生模块输出的本振光频梳分束；

多个第二耦合器，各所述第二耦合器的输入端与所述第一波分复用器的其中一个输出端和所述第二波分复用器的其中一个输出端均连接，所述第二耦合器用于将同信道内的信号光和本振光耦合并输出。

2.根据权利要求1所述的双光频梳信道化接收机，其特征在于，所述调制模块包括IQ调制器。

3.根据权利要求2所述的双光频梳信道化接收机，其特征在于，所述IQ调制器为抑制载波单边带调制器。

4.根据权利要求1所述的双光频梳信道化接收机，其特征在于，所述信号支路还包括用于驱动所述第一光频梳产生模块的第一微波源，所述本振支路还包括用于驱动所述第二光频梳产生模块的第二微波源。

5.根据权利要求4所述的双光频梳信道化接收机，其特征在于，所述第二微波源的输出频率与所述FP腔的自由光谱范围相同。

6.根据权利要求5所述的双光频梳信道化接收机，其特征在于，所述第一波分复用器、第二波分复用器的信道间隔与所述FP腔的自由光谱范围相同。

7.根据权利要求1所述的双光频梳信道化接收机，其特征在于，所述接收机还包括多个光电探测器，各所述光电探测器的输入端与各所述第二耦合器的输出端连接。

8.根据权利要求1所述的双光频梳信道化接收机，其特征在于，所述第一耦合器和第二耦合器均为50:50耦合器。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的双光频梳信道化接收机，其特征在于，所述第一波分复用器的信道数量和所述第二波分复用器的信道数量相等。

10.根据权利要求9所述的双光频梳信道化接收机，其特征在于，所述本振光频梳和信号光频梳的自由光谱差值为l·B_S/N，其中，l为正整数，B_S为所述宽带射频信号的带宽，N为所述第一波分复用器和所述第二波分复用器的信道数量。

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